1. 石墨烯

突破性：非同寻常的导电性能、极低的电阻率极低和极快的电子迁移的速度、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性。

发展趋势：2010年诺贝尔物理学奖造就近年技术和资本市场石墨烯炙手可热，未来5年将在光电显示、半导体、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将爆发式增长。

主要研究机构（公司）：Graphene Technologies，Angstron Materials，Graphene Square，常州第六元素，宁波墨西等。

2. 气凝胶

突破性：高孔隙率、低密度质轻、低热导率，隔热保温特性优异。

发展趋势：极具潜力的新材料，在节能环保、保温隔热电子电器、建筑等领域有巨大潜力。

主要研究机构（公司）：阿斯彭美国，W.R. Grace，日本Fuji-Silysia公司等

3. 碳纳米管

突破性：高电导率、高热导率、高弹性模量、高抗拉强度等。

发展趋势：功能器件的电极、催化剂载体、传感器等。

主要研究机构（公司）：Unidym, Inc.，Toray Industries,Inc.，Bayer Materials Science AG，Mitsubishi Rayon Co., Ltd.深圳市贝特瑞，苏州第一元素等。

4. 富勒烯

突破性：具有线性和非线性光学特性，碱金属富勒烯超导性等。

发展趋势：未来在生命科学、医学、天体物理等领域有重要前景，有望用在光转换器、信号转换和数据存储等光电子器件上。

主要研究机构（公司）：Michigan State University，厦门福纳新材等。

5. 非晶合金

突破性：高强韧性、优良的导磁性和低的磁损耗、优异的液态流动性。

发展趋势：在高频低损耗变压器、移动终端设备的结构件等。

主要研究机构（公司）：Liquidmetal Technologies, Inc.，中科院金属所，比亚迪股份有限公司等。

6. 泡沫金属

突破性：重量轻、密度低、孔隙率高、比表面积大。

发展趋势：具有导电性，可替代无机非金属材料不能导电的应用领域；在隔音降噪领域具有巨大潜力。

主要研究机构（公司）：Alcan（美国铝业），Rio Tinto，Symat，Norsk Hydro等

7. 离子液体

突破性：具有高热稳定性、宽液态温度范围、可调酸碱性、极性、配位能力等。

发展趋势：在绿色化工领域，以及生物和催化领域具有广阔的应用前景。

主要研究机构（公司）：Solvent Innovation公司，巴斯夫，中科院兰州物理研究所，同济大学等。

8. 纳米纤维素

突破性：具有良好的生物相容性、持水性、广范围的pH值稳定性；具有纳米网状结构，和很高的机械特性等。

发展趋势：在生物医学、增强剂、造纸工业、净化、传导与无机物复合食品、工业磁性复合物方面前景巨大。

主要研究机构（公司）：Cellu Force公司（加拿大），US Forest Service（美国林务局），Innventia公司（瑞典）等。

9. 纳米点钙钛矿

突破性：纳米点钙钛矿具有巨磁阻、高离子导电性、对氧析出和还原起催化作用等。

发展趋势：未来在催化、存储、传感器、光吸收等领域具有巨大潜力。

主要研究机构（公司）：埃普瑞，AlfaAesar等

10. 3D打印材料

突破性：改变传统工业的加工方法，可快速实现复杂结构的成型等。

发展趋势：革命性成型方法，在复杂结构成型和快速加工成型领域，有很大前景。

主要研究机构（公司）：Object公司，3DSystems公司，Stratasys公司，华曙高科等。

11. 柔性玻璃

突破性：改变传统玻璃刚性、易碎的特点，实现玻璃的柔性革命化创新。

发展趋势：未来柔性显示、可折叠设备领域，前景巨大。

主要研究机构（公司）：康宁公司，德国肖特集团等。

12. 自组装（自修复）材料

突破性：材料分子自组装，实现材料自身“智能化”，改变以往材料制备方法，实现材料的自身自发形成一定形状和结构。

发展趋势：改变传统材料制备和材料的修复方法，未来在分子器件、表面工程、纳米技术等领域有很大前景。

主要研究机构（公司）：美国哈佛大学等

13. 可降解生物塑料

突破性：可自然降解，原材料来自可再生资源，改变传统塑料对石油、天然气、煤炭等化石资源的依赖，减少环境污染。

发展趋势：未来替代传统塑料，具有前景巨大。

主要研究机构（公司）：Natureworks，Basf，Kaneka公司等

14. 钛炭复合材料

突破性：具有高强度、低密度，以及耐腐蚀性优异等性能，在航空及民用领域前景无限。

发展趋势：未来在轻量化、高强度、耐腐蚀等环境应用潜力广泛。

主要研究机构（公司）：哈尔滨工业大学等。

15. 超材料

突破性：具有常规材料不具有的物理特性，如负磁导率、负介电常数等。

发展趋势：改变传统根据材料的性质进行加工的理念，未来可根据需要来设计材料的特性，潜力无限、革命性。

主要研究机构（公司）：波音公司，Kymeta公司，深圳光启研究院等

16. 超导材料

突破性：超导状态下，材料零电阻，电流不损耗，材料在磁场中表现抗磁性等。

发展趋势：未来如突破高温超导技术，有望解决电力传输损耗、电子器件发热等难题，以及绿色新型传输磁悬技术。

主要研究机构（公司）：日本住友，德国Bruker，中科院等。

17. 形状记忆合金

突破性：预成型后，在受外界条件强制变形后，再经一定条件处理，恢复为原来形状，实现材料的变形可逆性设计和应用。

发展趋势：在空间技术、医疗器械、机械电子设备等领域潜力巨大。

主要研究机构（公司）：有研新材等

18. 磁致伸缩材料

突破性：在磁场作用下，可产生伸长或压缩的性能，实现材料变形与磁场的相互作用。

发展趋势：在智能结构器件、减震装置、换能结构、高精度电机等领域，应用广泛，有些条件下性能优于压电陶瓷。

主要研究机构（公司）：美国ETREMA公司，英国稀土制品公司，日本住友轻金属公司等

19. 磁（电）流体材料

突破性：液态状，兼具固体磁性材料的磁性，和液体的流动性，具有传统磁性块体材料不具备的特性，和应用。

发展趋势：应用于磁密封、磁制冷、磁热泵等领域，改变传统密封制冷等方式。

主要研究机构（公司）：美国ATA应用技术公司，日本松下等。

20. 智能高分子凝胶

突破性：能感知周围环境变化，并能做出响应，具有类似生物的反应特性。

发展趋势：智能高分子凝胶的膨胀-收缩循环可用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料；循环提供的动力用来设计“化学发动机”; 网孔的可控性适用于智能药物释放体系等。

主要研究机构（公司）：美国和日本大学。